歐盟發布面向2050年氫能路線圖推動大規模部署氫能與燃料電池

歐洲燃料電池和氫能聯合組織（FCH-JU）在2月下旬發布《歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉型的可持續發展路徑》，提出了面向2030、2050年的氫能發展路線圖，為歐洲大規模部署氫能和燃料電池指明方向，闡明了發展氫能的社會經濟效益：到2030年氫能產業將為歐盟創造約1300億歐元產值，到2050年達到8200億歐元。報告最后為氫能產業各利益相關方提出了戰略性發展建議。現將主要內容編譯如下，供領導決策參考。

一、歐洲能源轉型必須大規模部署氫能

1、氫能是建筑、交通和工業大規模脫碳的最佳選擇

（1）歐洲建有龐大的天然氣供應網絡為工業、家庭供暖和發電提供服務，氫能將為這一網絡脫碳發揮重要作用。可以將氫氣混合到現有天然氣網中進行輸配，甚至直接輸送純氫氣，或者用氫氣和二氧化碳制成的合成天然氣代替天然氣。使用基于燃料電池的熱電聯產技術可提高天然氣供暖系統的能效。

（2）在交通運輸部門，氫氣是卡車、公共汽車、輪船、火車、大型汽車和商用車最有前途的脫碳選擇。燃料電池比電動汽車電池和內燃機消耗的原材料少得多；與快速充電相比，氫燃料補給設施僅需要城市和高速公路的十分之一空間；供應商可靈活供應氫氣，而大規模部署快速充電設施需對電網進行重大升級。在航空領域，氫和合成氫燃料是大規模脫碳的唯一選擇。

（3）工業領域可以燃燒氫氣供熱，并可將氫氣或氫基合成燃料作為原料。例如，氫氣可作為煉鋼過程中的還原劑，還可用作煉油廠氨生產和加氫處理的原料。氫氣與二氧化碳一起，可取代烯烴和烴類溶劑生產中的天然氣。

2、氫能可實現跨部門、時間和地點靈活轉移能源，在向可再生能源轉型中發揮系統性作用

氫能是實現終端用能耦合的唯一大規模技術，利用可再生能源發電制氫，可進行靈活存儲，并分配至終端用能部門滿足能源需求；電網融合高比例可再生能源將加大短期和長期供需不平衡，雖然儲能電池和需求響應可提供短期靈活性，但氫能是唯一可長期儲能的大規模技術；通過管道、船舶或卡車中長距離輸送氫氣，可將低成本可再生能源地區與需求中心連接起來，且成本遠低于輸電線路。

3、發展氫能與用戶的偏好和便利性需求相一致

在交通領域，燃料電池汽車能夠達到與內燃機汽車同樣的續航里程和燃料補給速度。在電力領域，能源企業可以利用現有的管道，將氫直接或者合成甲烷混合到天然氣網絡中。

二、發展氫能具有重大的社會經濟環境效益

1、發展氫能將為歐盟帶來巨大的社會經濟和環境效益

到2050年，歐盟的氫氣需求約為2250太瓦時，約占總能源需求的四分之一，發展氫能將產生顯著的社會經濟和環境效益。到2030年，部署氫能將為歐盟創造1300億歐元的產業，出口潛力將達到700億歐元，凈出口額將達500億歐元，氫能產業將為歐洲創造約100萬個就業崗位。到2050年，歐盟氫能產業將達到8200億歐元，提供540萬個就業崗位，氫能將減少歐盟約5.6億噸碳排放。

2、歐盟氫能發展階段性目標

根據歐盟大規模發展氫能的愿景，報告提出了部署氫能的階段性目標：

（1）交通運輸部門，到2030年歐盟將擁有370萬輛燃料電池乘用車和50萬輛燃料電池輕型商用車，分別占乘用車的1/22和輕型商用車的1/12，此外約有4.5萬輛卡車和公共汽車由燃料電池驅動，將有約570輛燃料電池列車替代柴油列車。

（2）建筑部門，到2030年氫氣將取代約7%的建筑天然氣供應，到2040年達到32%，還將分別在2030年和2040年滿足約250萬戶和超過1100萬戶家庭供暖需求。此外，到2040年還將部署超過250萬套燃料電池熱電聯產系統。

（3）工業部門，到2030年實現約三分之一的超低碳制氫。此外，必須對具有較大減排潛力的技術（如直接還原煉鐵）進行大規模可行性測試。

（4）電力部門，到2030年前實現將過剩可再生能源大規模轉化為氫氣、大規模氫氣發電示范以及可再生能源-氫氣發電廠。

三、氫能發展前瞻性戰略建議

鑒于歐盟能源轉型需求和發展氫能的益處，為了確保歐洲氫能發展順利推進，報告就歐洲地區氫能產業各利益相關方（決策者、監管機構、企業等）提出了八大戰略性建議：

1、監管機構和產業界應聯合為所有應用部門制定清晰、長期、現實和整體的脫碳途徑。

除了為終端應用設定目標(例如車輛排放目標或建筑脫碳目標)，還應考慮能源生產和分配的必要基礎設施。此外，應為相關行業提供可靠的長期指導，以促進產品開發和基礎設施相關的投資。

2、工業界應投資氫能和燃料電池技術，以保持競爭力，并抓住新機遇。

應從長遠的角度看待氫能和脫碳問題，并需要橫向和縱向合作來克服困難。同樣，產業界應與監管機構密切合作，發展強大的本土市場和價值鏈。還應與亞洲(如中國、日本、韓國)快速增長的氫能和燃料電池市場參與者開展合作，以對沖市場風險。

3、監管機構和天然氣企業應開始實施天然氣網絡脫碳。

應對天然氣網絡中的可再生能源占比設定有約束力的目標，或使用其他手段，如差價合約、上網電價或對超低碳制氫進行投資支持。實行此類政策沒有重大障礙：將合適濃度的氫氣混入天然氣可以與當前的天然氣基礎設施和電器兼容，不會大幅提高天然氣價格，還可降低碳排放。但是，由于各成員國存在差異，需要對相關法規進行協調和統一。

4、電力系統監管機構應鼓勵電解制氫以平衡電網供需。

類似于在常規電力市場中使用上網電價措施，應該采用靈活的氫氣生產等手段替代碳排放平衡機制。監管機構和產業界應該開發歐洲分布式電力-天然氣市場，以顯著降低生產成本，同時耦合終端用能部門穩定價格和應對季節性失衡。這也有助于提高可再生能源在電力系統的比例。此外，利益相關方應制定季節性和長期儲能框架。

5、在交通運輸部門，監管機構應制定清晰可靠的路線圖、零排放交通政策和相應的資金和擔保機制，解決氫燃料補給基礎設施的投資問題。

覆蓋整個歐盟的基本路線圖能夠為汽車企業及其供應商帶來信心，擴大燃料電池汽車產量，從而降低成本。在開發氫燃料補給基礎設施的同時，應投資產品開發，并在最適合的領域進行廣泛部署，如發展氫燃料卡車、公共汽車、貨車和大型乘用車。相關行業應跨越傳統行業壁壘進行合作，提供解決方案，整合基礎設施。監管機構應提供激勵措施來促進投資，例如公共采購燃料電池公交車，實施燃料電池卡車、長途汽車和出租車運營商規章，以及對燃料電池汽車駕駛者進行非貨幣獎勵。

6、在工業領域，利益相關方應該啟動從“灰色制氫”到低碳制氫的轉變，并通過擴展氫能的新用途促進氫能替代化石燃料。

監管機構應將無碳排放制氫納入可再生能源目標，并在氫能的所有主要用途中設定低碳排放目標。上述轉型會給氫氣生產技術帶來重大變革，擴大部署規模并降低成本，使氫能對工業外的其他領域也能夠具有吸引力。

7、為了大規模生產超低碳氫能，企業應將電解水制氫擴大到商業水平，并證明碳捕集與封存技術有助于在未來十年內大規模生產超低碳強度的氫。

在天然氣網絡中使用無碳氫的目標或差價合約/上網電價目標將激勵投資商對電解水制氫行業投資。電解制氫和為電網提供穩定性的分布式解決方案都應得到充分激勵。對于結合碳捕集與封存技術的甲烷水蒸汽重整制氫設施，利益相關方應考慮開展行業規模的示范項目，為未來部署制定路線圖。

8、行業和監管機構應繼續聯合制定更多更詳細的氫能和燃料電池應用發展計劃，加速氫能的規模化應用。例如，最近氫氣列車的成功應該是歐洲替代柴油列車的開始。在航運方面，監管機構還應制定港口、河流和湖泊的氫能發展目標。促進熱電聯產在居民和商業住宅領域部署有助于提高建筑物的能源效率，同時有助于充分利用氫氣和天然氣。